論文の概要: Dicke Superradiance in Extended 2D Quantum Arrays Coupled to Metasurface Bound States in the Continuum

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.04627v1
• Date: Wed, 04 Feb 2026 14:57:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-05 19:45:11.57955
• Title: Dicke Superradiance in Extended 2D Quantum Arrays Coupled to Metasurface Bound States in the Continuum
• Title（参考訳）: 連続体中の準曲面状態に結合した拡張2次元量子アレイのディック超輝度
• Authors: Daniel Eyles, Emmanuel Lassalle, Adam Stokes, Ahsan Nazir, Ramón Paniagua-Domínguez,
• Abstract要約: ディック超放射能(Dicke superradiance)は、それぞれのエミッタの独立したエミッタの総和を超えて、量子エミッタのアンサンブルからの放出がコヒーレントに増強される集合現象である。 この研究は、物理的に拡張された量子エミッタアレイにおける協調放出の上限を実現するための物理的に実行可能なプラットフォームとして、BICをサポートする光メタ曲面を前進させる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Dicke superradiance is a collective phenomenon where the emission from ensembles of quantum emitters is coherently enhanced beyond the sum of each emitter's independent emission. Here, we propose a platform that exploits the delocalised nature of a high-Q, non-local mode supported by a dielectric metasurface (a so-called bound-state-in-the-continuum or BIC) to induce superradiant behaviour within an extended two-dimensional array of distant quantum emitters. We show that these BIC-mediated emitter interactions can span several wavelengths, thus overcoming the traditional subwavelength separation between emitters required in free space. We further show that reaching the idealised Dicke limit is possible in this system, provided that the emitters are coupled to the BIC mode efficiently enough, as quantified through the $β$-factor. Moreover, we demonstrate its experimental viability by analysing its robustness to realistic experimental imperfections. This work puts forward optical metasurfaces supporting BICs as a physically viable platform for realising the upper limits of cooperative emission in physically extended quantum emitter arrays.
• Abstract（参考訳）: ディック超放射能(Dicke superradiance)は、それぞれのエミッタの独立したエミッタの総和を超えて、量子エミッタのアンサンブルからの放出がコヒーレントに増強される集合現象である。 本稿では、誘電体メタサイト(いわゆるBIC)が支持する高Q非局所モードの非局在性を利用して、2次元の遠方量子エミッタアレイ内での超放射能挙動を誘導するプラットフォームを提案する。 これらのBICを介するエミッタ相互作用は、いくつかの波長にまたがる可能性を示し、したがって、自由空間に必要なエミッタ間の従来のサブ波長分離を克服する。 さらに、このシステムでは、$β$-factorで定量化されるように、エミッタがBICモードに十分に効率的に結合されていることを条件として、理想化されたディック極限に達することが可能であることを示す。 さらに, 現実的な実験の不完全性に対して頑健さを解析することにより, その実験可能性を示す。 この研究は、物理的に拡張された量子エミッタアレイにおける協調放出の上限を実現するための物理的に実行可能なプラットフォームとして、BICをサポートする光メタ曲面を前進させる。

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